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Power-to-Heat: Möglichkeiten und Grenzen eines Elektrodenheizkessels

Ein Elektrodenheizkessel (EHK) ist eine Wärmeerzeugungsanlage, die mit Strom betrieben wird. Vereinfacht gesagt, erwärmt ein EHK Wasser durch den Einsatz von Strom. Deshalb werden EHK- auch als sogenannte Power-to-Heat-Anlagen bezeichnet. Ein wesentlicher, technischer Vorteil von EHK ist ihr hoher Wirkungsgrad: Der eingesetzte Strom kann fast vollständig in Wärme umgewandelt werden. Doch die aktuelle Gesetzgebung begrenz die Einsatzmöglichkeiten der vielversprechenden Technologie.

Kann überschüssige Windenergie mit einem Elektrodenheizkessel zur Fernwärmeversorgung genutzt werden?

An windreichen Tagen entsteht durch die Einspeisung von Windenergie vermehrt die Situation, dass das Stromnetz überlastet ist.  Die eingespeiste Strommenge übersteigt die Nachfrage. Um in diesen Zeiträumen das Stromnetz zu entlasten und die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, werden Windenergieanlagen durch das sogenannte Einspeisemanagement bewusst gedrosselt oder abgeschaltet. Eine ökologisch vorteilhaftere Lösung bietet unser EHK, der den überschüssigen Strom in nutzbare Wärme umwandeln und gleichzeitig das Stromnetz entlastet.

Auf diese Weise könnte Strom aus erneuerbaren Energien mit dem EHK zur Fernwärmeversorgung in Flensburg eingesetzt werden. Jedoch bewertet die aktuelle Gesetzeslage EHK aktuell als reguläre Stromverbraucher und versieht sie mit hohen Steuern, Umlagen und Abgaben. Darum lässt sich der Einsatz von EHKs wirtschaftlich nur schwer darstellen.

 

Welche Rolle spielt der Elektrodenheizkessel für die Fernwärmeversorgung?

In der sogenannten Einsatzreihenfolge für die Fernwärmeversorgung ist ein Einsatz des Elektrodenheizkessels bei niedrigen oder negativen Strompreisen vorteilhaft. In diesen Zeiten ist die Wärmeproduktion mit unseren Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen am kostenintensivsten. Niedrige und negative Strompreise entstehen häufig an Tagen mit hoher Windenergieeinspeisung, da hier das Stromangebot zum Teil höher als die Nachfrage ist. Durch die hohen Steuern, Umlagen und Abgaben, die beim EHK-Betrieb anfallen, ist die Wärmeproduktion mit Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen jedoch auch bei niedrigen Strompreisen aktuell noch wirtschaftlicher als der Einsatz des EHK. Nur durch den Wegfall der steuerlichen Belastung wird der EHK die Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen effektiv in der Einsatzreihenfolge verdrängen. Erst dann kann der EHK zu einer Entlastung des Stromnetzes an windreichen Tagen beitragen und gleichzeitig emissionsarme Fernwärme produzieren.

 

Welche Einsatzmöglichkeit für einen Elektrodenheizkessel gibt es heute? Der Regelleistungsmarkt.

Aufgrund der steuerlichen Belastung spielt der EHK in der täglichen Einsatzplanung für die Fernwärmeversorgung eine untergeordnete Rolle und wird stattdessen nur auf einem speziellen Strommarkt, dem sogenannten Regelleistungsmarkt, angeboten. Auf dem Regelleistungsmarkt stellen Betreiber von EHKs dem Stromnetzbetreiber ihre Anlage für einen gewissen Angebotspreis zur Verfügung. Der Stromnetzbetreiber kann den EHK dann zur Regelleistungsbereitstellung abrufen, um gewisse Engpasssituationen im Stromnetz zu überbrücken. Diese Netzengpasssituationen entstehen häufig an windreichen Tagen, wenn bestimmte Stromnetzgebiete überlastet sind. In diesem Fall kann der EHK systemdienlich zur Versorgungssicherheit beitragen, indem er die überschüssigen Strommengen verbraucht und in Fernwärme umwandelt. Der Betrieb des EHK auf dem Regelleistungsmarkt unterliegt jedoch derselben steuerlichen Belastung. Die spiegelt sich letztendlich in einem hohen Angebotspreis für die Regelleistungsbereitstellung wieder. Durch den hohen Angebotspreis wird der EHK auch auf dem Regelleistungsmarkt eher selten in Anspruch genommen.

"Auch in diesem Anwendungsfall kann der EHK nur durch eine steuerliche Entlastung günstiger zur Regelleistungsbereitstellung angeboten und auf diese Weise letztendlich kostengünstiger zur Stabilisierung des Stromnetzes eingesetzt werden."

Artur Scheiermann, Kraftwerkseinsatzplaner
Der Elektrodenheizkessel der Stadtwerke Flensburg GmbH.
Abb. 1: Der Elektrodenheizkessel der Stadtwerke Flensburg ist seit Januar 2013 in Betrieb., Quelle: Stadtwerke Flensburg GmbH

Artur Scheiermann

Kraftwerkseinsatzplaner

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